CD Laboratory for Entropy Oriented Drug Design

[Translate to English:] Im Visier der Forschenden: bestimmte Protein-Familien welche bisher als „undruggable“ galten.
[Translate to English:] Die Synthese neuartiger und komplexer Substanzen steht im Mittelpunkt der Forschungsarbeiten.

Dieses CD-Labor erforscht neuartige, starre therapeutische Wirkstoffe, die ähnlich einem Sicherheitsschlüssel präzise in Ihr Zielprotein passen. Es designt passgenaue Moleküle und synthetisiert sie präzise in ihrer dreidimensionalen Struktur.

 

Viele therapeutische Wirkstoffe funktionieren nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip, wonach der Wirkstoff möglichst passgenau an den Rezeptor eines Proteins bindet und dieses hemmt. Damit ein solcher Schlüssel genau ins Schloss passt und seine größtmögliche Wirksamkeit entfaltet, sollte er seine Form möglichst beibehalten und nicht durch Verdrehen seiner molekularen Struktur eine andere, weniger wirksame Konformation annehmen können. Die Anzahl der drehbaren Bindungen innerhalb eines Moleküls bezeichnet man als Grad an konformationaler Entropie. Einfachbindungen zwischen zwei Atomen können in der Regel frei rotieren. Werden die Bindungen zwischen den Atomen z.B. durch Doppelbindungen verstärkt oder überhaupt ganze Ringsysteme verschmolzen, werden die Strukturen zunehmend starr.

Dieses CD-Labor verfolgt einen neuartigen Ansatz der Wirkstoffentwicklung, der diesen Prinzipien folgt, und nennt ihn Entropie-orientiertes Drug Design (EnODD). EnODD konzentriert sich darauf, gleich zu Beginn des Entwicklungsprozesses starre Verbindungen auf Basis fusionierter Ringsysteme zu entwerfen, zu synthetisieren und zu validieren, die nur eine minimale Flexibilität aufweisen. Da dadurch die entropischen Einbußen, also quasi die Anzahl der Schlüssel, die nicht passen, weil sie verdreht sind, minimiert werden, ermöglicht es diese neue Strategie, für bisher noch nicht behandelte, krankheitsauslösende Proteine potente Wirkstoffe zu entwickeln.

Um den Erfolg der EnODD-Strategie zu gewährleisten, sind ein präzises Wirkstoffdesign, sowie die Expertise zur organischen Synthese von komplexen molekularen Konstruktionen mit sehr präziser 3D-Struktur erforderlich. Dabei können Molekülgerüste, die natürlichen Vorbildern entlehnt sind, aber auch völlig neuartige Strukturen entstehen. Dieses CD-Labor erforscht das Prinzip des EnODD anhand bestimmter Protein-Familien, welche bisher als „undruggable“ galten, also als Schlösser für bisher die keine passenden Schlüssel gefunden werden konnten.

[Translate to English:] Im CD-Labor für Entropieorientiertes Drug Design wird ein neues Konzept zur Entwicklung von therapeutischen Wirkstoffen erforscht

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